低溫甲醇洗氣體凈化工藝及其技術(shù)探析

龐月建，李青燕

（陜西神木化學(xué)工業(yè)有限公司，陜西榆林 719319）

低溫甲醇洗氣體凈化工藝及其技術(shù)探析

龐月建，李青燕

（陜西神木化學(xué)工業(yè)有限公司，陜西榆林 719319）

環(huán)境污染問題一直是全球關(guān)注的焦點(diǎn)，尤其是化學(xué)污染問題，隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，降低化學(xué)污染的技術(shù)已經(jīng)研制出來，其中應(yīng)用最廣泛的就是低溫甲醇洗，它是一種節(jié)能型的酸性氣體凈化技術(shù)。

低溫甲醇洗；氣體凈化工藝；基本原理

低溫甲醇洗技術(shù)在氣體凈化領(lǐng)域占據(jù)重要地位，在合成甲醇、工業(yè)制氫、合成氨、天然氣凈化以及城市煤氣凈化等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，本文詳細(xì)介紹低溫甲醇洗技術(shù)的基本原理、優(yōu)勢(shì)以及為了發(fā)展。

1 低溫甲醇洗技術(shù)基本原理

低溫甲醇洗技術(shù)的基本原理為：甲醇對(duì)H2S、CO2等酸性氣體的溶解度較高，而對(duì)CO、CH4、H2等有效氣體具有較小的溶解度，并且對(duì)各種雜質(zhì)氣體具有較好的選擇性。低溫甲醇洗技術(shù)將甲醇作為吸收溶劑，在低溫高壓的情況下，對(duì)氣體進(jìn)行吸收，而在高溫低壓的情況下，對(duì)氣體進(jìn)行解吸，從而將H2S、CO2與其他雜質(zhì)氣體從原料氣中脫除掉。

低溫甲醇洗通常在-70～-30℃的較低溫度下進(jìn)行，通過與凈化后的氣體進(jìn)行換熱，將原料氣體降至特定的溫度，在吸收塔中以低溫甲醇為吸收溶劑，并在3～8MPa較高的壓力下洗滌原料氣體。

在低溫甲醇工藝中，吸收氣體后的低溫甲醇，先采用減壓閃蒸的方法將部分氣體蒸脫掉，然后采用N2等惰性氣體來實(shí)現(xiàn)汽提解吸，分離出溶于低溫甲醇中的CO2、CO、CH4、H2，而對(duì)于溶解度更高的COS、H2S等氣體，則應(yīng)采用加熱閃蒸即熱再生的方法，將COS、H2S等氣體從甲醇溶劑中完全脫除，從而確保低溫甲醇的再生程度。

2 低溫甲醇洗技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

作為一種節(jié)能型的酸性氣體凈化技術(shù)，低溫甲醇洗技術(shù)得到廣泛推廣與應(yīng)用，其擁有諸多優(yōu)勢(shì)，主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：

1）對(duì)酸性氣體具有較強(qiáng)的吸收能力。低溫甲醇洗氣體凈化工藝的凈化程度高，在低溫高壓的條件下，對(duì)酸性氣體的溶解度較高，吸收能力較強(qiáng)，能夠一次性完全吸收粗煤氣中高濃度的酸性氣體，可以快速將COS、H2S、HCN、石腦油等雜質(zhì)從粗煤氣中清除掉。因此，在低溫甲醇洗之前，可以把CO進(jìn)行變換，如此以來就可以使氣體凈化的流程變得精簡(jiǎn)。

2）有助于回收利用H2S，降低環(huán)境污染。在閃蒸汽中，H2S的含量較高，可以進(jìn)行回收利用，將H2S應(yīng)用到甲醇反復(fù)減壓再生的過程中，使甲醇實(shí)現(xiàn)反復(fù)吸收。然后把剩余的H2S全部集中于一種液體里，待H2S達(dá)到一定濃度后，再將其加熱再生，當(dāng)甲醇濃度達(dá)到35%左右時(shí)，將其送至克勞斯裝置中實(shí)現(xiàn)硫的回收，從而將含硫廢棄物對(duì)環(huán)境的污染性消除。

3）甲醇再生方法簡(jiǎn)單。低溫甲醇洗技術(shù)屬于物理吸收，作為吸收溶劑甲醇的化學(xué)成分并不會(huì)受到影響，常用的溶劑再生方法包括加熱閃蒸、減壓閃蒸、精餾以及汽提等。在低溫的條件下，清洗與凈化甲醇將出現(xiàn)更多的液體，對(duì)這些液體展開適當(dāng)減壓，此過程中，若壓力保持不變，則極易產(chǎn)生節(jié)流反應(yīng)，進(jìn)而影響溫度。CO2、CH4、H2三種物質(zhì)在物理中具有一個(gè)共性，即相比其他氣體，這三種物質(zhì)的溶解度較低，因此，再生過程中，可以充分應(yīng)用這三種物質(zhì)，以此來使其他損失盡可能地降低。

3 低溫甲醇洗技術(shù)發(fā)展

低溫甲醇洗技術(shù)的性能優(yōu)越，在國(guó)內(nèi)外應(yīng)用廣泛，在氣體凈化方面發(fā)揮了重要作用，如今煤化工行業(yè)快速發(fā)展，與此同時(shí)，節(jié)能環(huán)保意識(shí)不斷深入，低溫甲醇洗技術(shù)擁有較好的發(fā)展前景。低溫甲醇洗技術(shù)的發(fā)展主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：

一方面，精簡(jiǎn)操作流程，更加合理地利用能量。與20世紀(jì)中旬比較而言，現(xiàn)代的甲醇洗裝置在低溫與換熱流程上均存在較大的改進(jìn)，經(jīng)多次實(shí)踐表明，現(xiàn)代的甲醇洗裝置換熱流程操作更加精簡(jiǎn)，減少能量損耗，使能量利用更加合理化。如魯奇公司基于不同位置的溫差，運(yùn)用多種等級(jí)的制冷劑，同時(shí)，加入半貧液，使無極閃蒸的排布程序精簡(jiǎn)化；將價(jià)格較便宜的氮?dú)鈶?yīng)用到減壓再生過程中，以此提高蒸汽的耗量；而林德公司采用一步法與兩步法來冷卻原料氣，并在甲醇中添加H2S，提高了H2S的餾分濃度，并保持了H2S的循環(huán)性。

另一方面，提高操作靈活性，降低裝置資金投入。首先，針對(duì)裝置使用過程中產(chǎn)生的問題，提出了相應(yīng)的解決方案，提高了裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)率；然后，采用先進(jìn)的工藝技術(shù)，使單臺(tái)設(shè)備的效率大大提高，有效降低裝置的負(fù)荷，顯著提升了CO2、H2S的氣量波動(dòng)。通過合理設(shè)計(jì)與優(yōu)化流程，大大提高了新裝置的開工率與操作靈活性，此外，在設(shè)計(jì)與優(yōu)化流程時(shí)，應(yīng)該對(duì)費(fèi)用進(jìn)行有效控制，提高資金的利用率，在滿足工藝技術(shù)要求的情況下，盡可能降低設(shè)備資金投入，盡可能地簡(jiǎn)化裝置流程。如根據(jù)溫差的實(shí)際情況，合理選擇換熱器，溫度為0℃以上時(shí)，腐蝕性較大，選用普通的TEMA不銹鋼換熱器，其擁有較強(qiáng)的耐腐蝕性，且易清洗；反之，選用碳鋼材質(zhì)的繞管換熱器，以此來降低資金投入。

4 結(jié)束語

低溫甲醇洗工藝具有諸多優(yōu)勢(shì)，如能耗低、易再生、原料易獲取、操作穩(wěn)定性強(qiáng)等，是一種成熟可靠的酸性氣體凈化工藝。為了不斷滿足節(jié)能環(huán)保的要求，創(chuàng)造綠色環(huán)境，應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)低溫甲醇洗氣體凈化工藝的研究，不斷拓展低溫甲醇洗氣體凈化工藝的應(yīng)用范圍。

[1] 石曉林，李東風(fēng).低溫甲醇洗技術(shù)凈化工藝及研究進(jìn)展[J].煤炭與化工，2016，（11）：21-25.

P u r i f i c a t i o n T e c h n o l o g y a n d T e c h n o l o g y o f L o w T e mp e r a t u r e Me t h a n o l Wa s h i n g G a s

Pang Yue-jian，Li Qing-yan

The problem of environmental pollution has always been the focus of global attention，especially the problem of chemical pollution.With the rapid development of science and technology，the technology of reducing chemical pollution has been developed.The most widely used is the low temperature methanol washing，which is a kind of energy saving Type of acid gas purif i cation technology.

low temperature methanol washing；gas purif i cation process；basic principle

TE665.3

B

1003-6490（2017）08-0011-01

2017-06-06

龐月建（1980—），男，陜西榆林人，助理工程師，主要從事煤制甲醇工作。